JP4392286B2 - 回動プレート付き自動車用照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の照明装置に関する。

自動車の照明装置は、種々のタイプのものがあるが、その中、特に、
(１)強度が小さく、照明範囲も狭い駐車灯と、
(２)通常夜間に使用され、強度が大きく、７０ｍ先まで照らし出すことができ、さらに対向車両の運転者を眩惑することのないように光ビームの方向を調整しうるロービームのヘッドライトと、
(３)２００ｍ先まで照らし出すことができ、対向車両とすれ違う際には、その運転者を眩惑しないように消灯しなければならないとされているハイビームのヘッドライトおよびその補助灯と、
(４)フォグランプとは必須のものである。

ヘッドライトについては、ハイビームとロービームの切替えが可能なものも知られている。このような切替式ヘッドライトの場合、例えば内部に、金属プレート等からなる可動型の遮光板を配置することもできる。この遮光板は、指令があると、光源から射出される光ビームの一部を遮り、対向車両の運転者を眩惑しないように、照明範囲をロービームのものとする第１の位置から、光ビームを遮らず、照明範囲がハイビームのものとなる第２の位置へ移動することができる。このような遮光板は、主として楕円形の光反射板を有する照明装置において用いられる。

特に夜間に、モニタ画面に道路のイメージを写し出すことができる特殊な照明装置も知られている。このタイプの照明装置は、上述のハイビームに属するもので、起倒自在の赤外線フィルタを備えている。この赤外線フィルタは、指令があると、光源から射出される光ビームのうち、対向車両の運転者を眩惑しない赤外線だけを通す第１の位置から、光ビームを遮らず、照明範囲がハイビームのものとなる第２の位置へ移動することができる。

この明細書においては、これら可動型遮光板と可動型赤外線フィルタを、照明装置を載置する回動プレートの２つの代表例として挙げる。この照明装置は、起倒自在の回動プレートによって２つの作動位置の間で発揮しうる機能とは関わりなく、回動プレートに載置可能なものであれば、どのようなものでもよい。

図１は、このような公知の照明装置の一例を示す横断平面図である。この照明装置は、赤外線フィルタ103を有し、光反射板が楕円形のヘッドライト110である。このヘッドライト110は、リフレクタ100と、このリフレクタ100の頂点近傍に設置されて光ビーム108を射出する光源101と、種々の安全基準に適合する光ビームが得られるように配置された出口レンズ102とを備えている。

光ビーム108は、直接出口レンズ102に向かうか、またはリフレクタ100で反射した後、間接的に出口レンズ102に向かうように射出される。ヘッドライト110には、赤外線フィルタ103が設けられている。赤外線フィルタ103は、可動型である。すなわち、ほぼ垂直の第１の位置（「能動位置」とも呼ぶ）105と、ほぼ水平の第２の位置（「受動位置」とも呼ぶ）104との間を移動することができる。能動位置においては、光源から射出される光ビームの大部分は、赤外線フィルタ103を通過する。一方、受動位置においては、光ビームは、赤外線フィルタ103を通過することはない。

赤外線フィルタ103は、例えばヘッドライト110を収容するハウジング107に取り付けられた回転軸106の回りを回動しうる矩形または円形のプレートである。回転軸106は、交流モータ109によって駆動される。交流モータ109は、赤外線フィルタ103を、第１の位置105から、第２の位置104へ倒すことができる。

法定の種々の安全基準によれば、照明装置がうまく作動しないときには、赤外線フィルタであれ、可動型遮光板であれ、光源に配置される回動プレートを、安全な位置に復帰させなければならない。安全な位置とは、対向車両の運転者を眩惑するおそれが最小となる位置をいう。この態様においては、安全な位置は、照明装置内における回動プレート（赤外線フィルタまたは可動型遮光板）の第１の垂直な位置に相当する。

図２に示す公知例においては、交流モータ109が故障したときには、伸縮ばね200が、回動プレート、例えば赤外線フィルタ103を、自動的に安全な位置に復帰させる。

回動プレート103を移動させるためには、寿命の長いロータリー型またはリニア型の電磁式アクチュエータ（交流モータ）109が通常用いられる。しかし、照明装置に電磁式アクチュエータを用いることには、いくつか問題がある。すなわち、このタイプのアクチュエータは、非常に大型で、かつ重い。さらに、作動特性が、周囲の温度に大きく依存する。

本発明の目的は、上述の欠点をすべて解消しうる回動プレート付き自動車用照明装置を提供することである。このため、本発明の照明装置においては、回動プレートを起倒させるのに、直流モータを用い、かつこの直流モータが、急速に劣化することのないようにしてある。直流モータが性能が低下する危険性は、電磁式アクチュエータの場合よりも大きい。

回動プレートが第２の位置に移動すると、直流モータは、回動プレートを第２の位置に保持するために、トルクを一定に保つ、いわゆる保持相に移行する。直流モータは、この保持相にあるときは、電気的には抵抗と変らなくなる。そのため、電流の消費量は大幅に増大し、モータの正常な作動を確保するために浪費される電力も急速に増加する。

そこで、本発明においては、少なくとも直流モータが一定のトルクで作動する保持相にある間は、例えば電子制御カードを用いて、直流モータに供給される電流を制限することを提案する。

本発明は、回動プレートを具備する照明装置を提供することを目的とする。本発明に係る照明装置を載置した回動プレートは、指令に従って、第１の位置（「能動位置」とも呼ぶ）と、第２の位置（「受動位置」とも呼ぶ）の間で移動する。能動位置においては、回動プレートの照明装置の光源から射出される光ビームが、回動プレートに遮られる。他方、受動位置においては、光ビームが、回動プレートに遮られることはない。

本発明の目的は、信頼性が高く、経済的、かつ小型・軽量で、しかも消費電力が少なく、放熱がほとんど生じない、照明装置における回動プレートを作動する手段を提供することである。

本発明は、上記目的を達成するため、光ビームを形成するように、出口面に向けて光線を発する光源と、光源から発せられた光線を遮らない受動位置と光線の少なくとも一部を遮る能動位置との間で移動しうる回動プレートと、前記回動プレートを、能動位置から受動位置へ移動させうるモータと、前記モータに対して給電がなされないときに、前記回動プレートを、受動位置から能動位置へ復帰させうる伸縮ばねとを備える照明装置であって、前記回動プレートの移動には、第１段階の初期相、第２の段階の移行相、および第３段階の保持相があり、かつ前記モータは、少なくとも保持相の一部において、供給される電流が予め設定された制限閾値に制限される直流モータであることを特徴とする照明装置を提供するものである。

本発明に係る照明装置は、上述の主たる特徴に加えて、以下の１つまたは複数の副次的な特徴を有するのが好ましい。
−前記モータに供給される電流の制限閾値への制限は、前記保持相のすべてにわたって行われる。
−前記モータに供給される電流の制限閾値への制限は、モータが作動すると同時に行われる。
−前記電流の制限閾値は、前記保持相の間、前記伸縮ばねの引張力を相殺するのに必要なモータのトルクを得るために、モータへ供給される電流値に相当する。
−前記電流の制限閾値は、この照明装置に発生しうる最高温度を想定して算出される。
−前記直流モータへ供給される電流の制限は、電子制御カードを介して行われる。
−前記回動プレートは、赤外線フィルタである。
−前記回動プレートは、ロービームとハイビームの切替式ヘッドライト用の可動型遮光板である。

本発明によれば、上述の主たる特徴に加えて、上述した１つまたは複数の副次的な特徴を有する照明装置を搭載した自動車が提供される。

本発明によれば、信頼性が高く、小型・軽量で、消費電力が少ない回動プレートを具備する自動車用照明装置が提供される。

本発明とその種々の応用例については、以下の説明と添付の図面から明らかになると思う。なお、これらの説明と図面は、単なる例示であり、本発明をこれらに制限するためのものではない。

図３と図４は、それぞれ、本発明に係る照明装置の作動時に、直流モータによって消費される電流強度の経時変化を示す。破線の曲線303は、本発明によらずに、直流モータ300に電流を供給する場合の電流の変化を示す。時間は、水平軸301によって示し、電流強度は、垂直軸302によって示す。

最初に、図３に示す第１の実施形態を説明する。時刻t1において、回動プレート103は、例えば運転者の操作により、能動位置から受動位置への移動を開始する。初期相は、時刻t1から開始し、直流モータ300による消費電流が最大値I_maxとなる時刻t2で終了する。回動プレート103を、移動すなわち、不動状態から、一定のトルクで作動する際の電流消費量とほぼ等しい電流が消費される可動状態へ変化させるには、図示のような大きさのピーク電流が必要である。

回動プレート103は、受動位置に到達する時刻t3に至るまで、移動を続ける。時刻t2からt3までの移動に係る相は、モータの作動サイクルにおいて、電流の消費量が最低値I_minとなるように、直流モータの電流消費量が漸減する移行相である。時刻t3からは、直流モータが一定のトルクで作動し、回動プレート103が受動位置において固定される、いわゆる保持相が開始する。

本発明によらない場合、曲線303によって示されるように、電流の消費量は、時刻t3から、最大の電流消費量I_maxの近傍まで再び増加する。一方、本発明によれば、直流モータの電流の消費量は、制限閾値I_thresholdに抑えられる。

この実施形態においては、少なくとも保持相の一部において（保持相全域に亘るのが好ましい）、制限閾値が実現されている。この保持相は、時刻t4において、例えば伸縮ばね200によって回動プレート103を能動位置に復帰させることにより終了する。このとき直流モータには給電されない。

図４に示す第２の実施形態においては、電流の制限閾値I_thresholdは、開始時刻から直ちに、すなわち直流モータ300が給電されると同時に実現される。したがって、この実施形態においては、初期相においても、最大の電流消費量I_maxに到達することはない。この初期相の特性から、初期相と移行相が、第１の実施形態よりも若干長くなるという結果が生じる。またモータのトルクは、第１の実施形態よりも小さくなる。移行相は、第１の実施形態における時刻t3よりも遅い時刻t3'において終了する。

上述の実施形態においては、伸縮ばねが最大の張力を受ける受動位置において、直流モータ300が、回動プレート103を保持するのに十分なトルクを発生しうるように、制限閾値は、前もって決定される。さらに、制限閾値の決定は、少なくとも、照明装置において発生しうる最高の温度、典型的には１３５℃という最も望ましくない温度条件を想定して行われる。

第１の実施形態は、一般には、比較的重い赤外線フィルタを装備する照明装置に適用するのが好ましい。第２の実施形態は、可動型遮光板を装備する切替式の照明装置に適用するのが好ましい。これは、可動型遮光板が、通常赤外線フィルタよりも軽量であり、初期相において必要とされるモータのトルクが、小さくてすむからである。ただし、本発明においては、その結果として生ずる回動プレート移行相の時間の伸長を最小としている。

電流値の制限は、電子制御カードによって行われる。この電子制御カードは、直流モータの制御専用とする態様と、補助燃料供給装置（ＡＦＳ）の制御等他の機能を付加する態様とのいずれも可能である。また、この電子制御カードは、左右の照明装置ごとに各別のものを用いる態様と、１対の照明装置について共通とする態様とのいずれも可能である。さらに、電子制御カードは、モータ電流が、温度によるモータの抵抗値の変動に左右されないよう制御するために用いることもできる。

モータのトルクの変動は、このようにして電流を制御することにより、制限することができる。電子制御カードは、モータを過熱と過大な給電から保護するため、モータの電流値を０にすることもできる断熱手段を含むことができる。

本発明によれば、特にモータが一定のトルクで作動するときに、モータの過熱を制御できる回動プレートの小型制御機構が実現される。

回動プレートを有する公知の照明装置の模式図である。 公知の回動プレートの起倒の原理を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る照明装置の作動サイクルを示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る照明装置の作動サイクルを示す模式図である。

符号の説明

100 リフレクタ
101 光源
102 出口レンズ
103 赤外線フィルタ（回動プレート）
104 第２の位置
105 第１の位置
106 回転軸
107 ハウジング
108 光ビーム
109 交流モータ
110 ヘッドライト
200 伸縮ばね
300 直流モータ

Claims (9)

1. 光ビーム(108)を形成するように、出口面(102)に向けて光線を発する光源(101)と、
   光源(101)から発せられた光線(108)を遮らない受動位置(104)と、光源(101)から発せられた光線(108)の少なくとも一部を遮る能動位置(105)との間を移動しうる回動プレート(103)と、
   前記回動プレート(103)を、能動位置(105)から受動位置(104)へ移動させうるモータ(300)と、
   前記モータ(300)に対して給電がなされないときに、前記回動プレート(103)を、受動位置(104)から能動位置(105)へ復帰させうる伸縮ばね(200)とを備える照明装置であって、
   前記回動プレート(103)の移動には、第１段階の初期相、第２の段階の移行相、および第３段階の保持相があり、かつ前記モータ(300)は、少なくとも保持相の一部において、供給される電流が予め設定された制限閾値(I_threshold)に制限される直流モータであることを特徴とする照明装置。
2. 前記モータ(300)に供給される電流の制限閾値(I_threshold)への制限は、前記保持相のすべてにわたって行われることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記モータ(300)に供給される電流の制限閾値(I_threshold)への制限は、モータ(300)が作動すると同時に行われることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
4. 前記電流の制限閾値(I_threshold)は、前記保持相の間、前記伸縮ばね(200)の引張力を相殺するのに必要なモータ(300)のトルクを得るために、モータ(300)へ供給される電流値に相当することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の照明装置。
5. 前記電流の制限閾値(I_threshold)は、この照明装置に発生しうる最高温度を想定して算出されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の照明装置。
6. 前記直流モータ(300)へ供給される電流の制限は、電子制御カードを介して行われることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の照明装置。
7. 前記回動プレート(103)は、赤外線フィルタであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の照明装置。
8. 前記回動プレート(103)は、ロービームとハイビームの切替式ヘッドライト用の可動型遮光板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の照明装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の照明装置を搭載した自動車。

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